13
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada pertengahan bulan desember 2017. Untuk persiapan
bahan, meliputi persiapan tempurung kelapa dan kayu randu, pengeringan,
pembentukan, dan penelitian biobriket. Untuk pengeringan bahan baku di lakukan di
Labolatorium Ilmu Teknologi Pangan Universitas Muhammadiyah Malang.
Selanjutnya untuk pembuatan biobriket, meliputi pengayakan, pencampuran, di lakukan
di Labolatorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang dan untuk
pengepresan di lakukan di Labolatorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Malang. Analisa nilai kalor di lakukan di Laboraturium FMIPA Universitas Malang.
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat yang di gunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
Tungku Pengarangan
Tungku pengarangan di gunakan sebagai tempat untuk pengarangan
tempurung kelapa dan kayu randu sebelum di lakukannya penumbukan untuk
menjadikan serbuk bioarang. Gambar tungku pengarangan dapat di lihat pada
gambar 3.1.
Gambar 3.1 Tungku Pengarangan
14
Saringan (pengayak)
Saringan di gunakan untuk mengayak serbuk bioarang agar mendapat serbuk
bioarang dengan ukuran yang seragam. Gambar saringan (pengayak) dapat di
lihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Saringan (pengayak)
Ember
Ember di gunakan sebagai tempat pencampuran adonan dari bioarang dengan
perekat. Gambar ember dapat di lihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Ember
15
Lumpang dan Alu
Lumpang dan alu di gunakan sebagai alat untuk menumbuk bioarang yang telah
di keringkan dari tungku pengarangan untuk di jadikan serbuk bioarang.
Gambar lumpang dan alu dapat di lihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4. Lumpang dan Alu
Cetakan
Cetakan briket bioarang di gunakan untuk mencetak adonan briket yang sudah
tercampur rata dengat perekat, agar briket memiliki bentuk yang seragam.
Cetakan briket dapat di lihat pada gambar 3.5
Gambar 3.5 Cetakan Briket
16
Pengepres hidrolik
Pengepres di gunakan untuk memadatkan bioarang yang telah di cetak agar
briket tidak mudah pecah. Pengepres hidrolik dapat di lihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Pengepres Hidrolik
Furnace,
Furnace di gunakan untuk memanaskan sampel contoh uji kadar abu dengan
suhu yang tinggi. Furnace dapat di lihat pada gambar 3.7.
Gambar 3.7 Furnace
17
Bomb calorimeter
Bomb calorimeter di gunakan sebagai alat pengukur nilai kalor dari briket yang
di hasilkan. Gambar bomb calorimeter dapat di lihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Bomb Calorimeter
Oven
Oven di gunakan sebagai pengering bioarang yang telah di cetak agar mudah
proses penyalaanya pada saat proses pembakaran. Gambar oven dapat di lihat
pada gambar 3.9.
18
Gambar 3.9. Oven
Timbangan digital
Timbangan digital di gunakan untuk mengetahui selisih briket sebelum di oven
dan sesudah di oven. Gambar timbangan digital dapat di lihat pada gambar 3.10.
Gambar 3.10 Timbangan Digital
19
3.2.2 Bahan
Bahan-bahan yang di gunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Tempurung kelapa
2. Kayu Randu
3. Tepung Tapioka
4. Air
20
3.3. Flowchart
Gambar 3.10 Flowchart
Start
Persiapan Bahan
Pengeringan
Penyaringan
Pencampuran
Penggilingan
Pengarangan
Pengolahan Data
Analisa
Pengujian
Pencetakan
Selesai
Perekat
21
3.4. Variabel Yang di Gunakan
Untuk pembuatan briket variabel yang di gunakan meliputi :
Variabel Tetap
Suhu Pengeringan Bahan 80° C selama 24 jam
Suhu Pengeringan Briket 75° C selama 6 jam
Perekat Tapioka 30 %
Total Berat Briket 70 gr
Ayakan 30 Mesh
Diameter Cetakan 6 cm
Variabel bebas
1. Komposisi Bahan
Tempurung Kelapa Kayu Randu
0% 100%
60% 40%
50% 50%
40% 60%
80% 20%
100% 0%
2. Kuat Tekan 1 KN, 3 KN waktu kompaksi 5 detik
3.5 Prosedur Kerja
3.5.1 Pembuatan arang tempurung kelapa dan kayu randu.
Tahap pertama membersihkan tempurung kelapa dam kayu randu dari
sabut dan kulit yang masih menempel, selanjutnya keringkan tempurung
kelapa dan kayu randu menggunakan oven dengan suhu 80oC selama 24 jam.
22
Selanjutnya siapkan tabung karbonisasi untuk memulai proses pengarangan,
proses pengarangan menggunakan sistem pembakaran tidak sempurna atau
pirolisis. Maksud pembakaran tidak sempurna adalah pembakaran dimana
pasokan oksigen dibatasi. Pembakaran dilakukan diruangan tertutup dengan
adanya sedikit pemasukan oksigen. Dengan metode pembakaran seperti ini
maka apabila suatu material telah berubah menjadi karbon maka api akan
mati dengan sendirinya. kemudian tempurung kelapa dan kayu randu di
masukkan di tabung karbonasi secara bergantian, tahap terakhir Proses
pembakaran di lakukan sehingga tempurung kelapa dan kayu randu menjadi
arang.
3.5.2 Tahap pembuatan biobriket
Tahap pertama mendinginkan arang tempurung kelapa dan kayu randu
dari tabung karbonasi. Selanjutnya hancurkan arang secara bergantian (di
pisah) dengan cara di tumbuk menggunakan lumpang dan alu hingga
menjadi serbuk halus lalu di saring menggunakan saringan berukuran
lolosan 30 mesh. kemudian siapkan air dan tepung tapioka untuk membuat
perekat, dengan cara campur air dan tepung tapioca di panci dan panaskan
di kompor dan aduk hingga menghasilkan lem perekat. Lalu campurkan
adonan perekat dengan biobriket yang sudah di saring dengat perbandingan
yang di butuhkan. Tahap berikutnya yaitu pencetak adonan dengan
menggunakan cetakan briket ukuran diameter 6cm. Setelah itu padatkan
dengan pengepres hidrolik tekanan 1 KN dan 3 KN dengan waktu
kompaksi 5 detik, bertujuan mendapatkan kerapatan pada briket. Briket
yang telah di kempa di keluarkan dari cetakan, kemudian di timbang berat
briket untuk mengetahui berat basah briket tersebut. Setelah berat basah
dari briket di ketahui, kemudian briket di masukkan ke dalam oven selama
6jam dengan suhu 75oC untuk mengurangi kadar air yang masih
terkandung dalam briket. Setelah di oven briket di keluarkan dan di
23
dinginkan dengan cara di angin-anginkan, kemudian briket di timbang lagi
untuk mengetahui berat briket pada saat kering setelah proses pengovenan,
setelah semua tahap terselesaikan briket siap di lakukan uji standart
kelayakan.
3.6 Analisa
3.6.1. Kadar Air
Kadar air yang terkandung pada briket sangat mempengaruhi kualitas
briket yang dihasilkan, karna akan mempengaruhi nyala api, nilai kalor dan
pembakarannya. Kadar air yang tinggi menyebabkan nilai kalor yang di
hasilkan akan rendah, karena energi yang di hasilkan banyak terserap untuk
menguapkan air. Kadar air dapat di hitung menggunakan persamaan:
Ka = 𝑚𝑏−𝑚𝑘
𝑚𝑏 x 100% ......................................(1)
Dimana: Ka = kadar air (%)
mb= massa basah briket (gram)
mk= massa kering briket (gram)
3.6.2. Kuat Tekan
Kuat tekan dilakukan untuk mengetahui kualitas optimum uji
ketahanan pada briket dengan menggunakan mesin press (kempa
hidrolik). Kuat tekan pada briket dapat di hitung dengan menggunakan
persamaan :
Dimana : = Kuat tekan (kg/cm2).
P = Beban tekanan (kg).
A= luas penampang tertekan (cm2)
3.6.3. Kerapatan (Densitas)
Briket dengan kerapatan tinggi menunjukkan nilai kerapatan, keteguhan
tekan, kadar abu, karbon terikat, dan nilai kalor yang lebih tinggi dibanding
24
briket dengan kerapatan rendah. Kerapatan briket dapat di hitung dengan
menggunakan persamaan :
p = 𝑚𝑘
0.25𝑡𝜋𝐷2 .....................................................(3)
dimana : p = kerapatan (gram/cm3)
D= diameter briket (cm)
t = tinggi briket (cm)
mk= massa kering briket
3.6.4. Kadara Abu
Kadar abu merupakan campuran dari komponen anorganik atau
mineral. Bahan terdiri dari anorganik, sedangkan sisanya merupakan
unsur-unsur mineral. Unsur juga dikenal sebagai zat organik atau kadar
abu. Kadar abu tersebut dapat menunjukan total mineral dalam suatu
bahan. Bahan-bahan organik dalam proses pembakaran akan terbakar tetapi
komponen anorganiknya tidak, karena itulah disebut sebagai kadar abu.
dalam biomassa salah satu unsur utama yang terkandung dalam abu adalah
silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor yang di hasilkan.
Kadar abu dapat di hitung menggunakan persamaan :
Kadar abu (%) =(𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢−𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛)
(𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔) x 100% …………(4)
3.6.5. Nilai Kalor
Nilai kalor sangat menentukan kualitas pada briket arang. Semakin
tinggi nilai kalor briket arang saat pembakaran, maks semakin baik pula
kualitas briket arang yang di hasilkan. Nilai kalor pada briket dapat di
hitung menggunakan persamaan:
Hbb = △𝑡 (𝑁𝑎−𝑚𝑎)
𝑚𝑏𝑏 ..........................................(5)
Dimana : Hbb = Nilai kalor (kal/gram)
Na = Nilai ekivalen air
mbb = massa bahan bakar (gram)
25
ma = massa air dalam bejana (gram)
△ 𝑡 = kenaikan suhu pada bejana dalam (0C)
3.6.6. Nyala Api
Nyala api pada briket dipengaruhi dari komposisi bahan, nilai kalor
kadar air, kadar abu dan kerapatan briket. Kuat tekan pada briket juga sangat
mempengaruhi, karna semakin kuat penekanannya maka struktur briket
akan menjadi lebih padat dan menghasilkan nyala api yang lebih besar dan
sebaliknya. Untuk pengukuran lama nyala api yang di butuhkan untuk
mendidihkan air yaitu dengan menggunakan Stopwatch, pengukuran
dilakukan ketika api sudah menyala merata pada briket sampai air
mendidih.
Top Related